JP2010263040A - 照明装置および照明システム - Google Patents

Abstract

【課題】照明色の色純度を高く保ちつつ任意に照明色を変更でき、光利用効率の高い照明装置、および照明システムを提供する。
【解決手段】面発光光源２と、該面発光光源２が発する光が入射し、該面発光光源２の発光面４に略平行な状態で、所定の間隔長５で配置された二つの部分反射膜６，７と、前記間隔長５を変更する圧電素子８とを備えた干渉計９と、前記圧電素子８を駆動する駆動部１０と、外部からの電気信号に応じて前記駆動部１０を制御する制御部と設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、面発光光源を用いた照明装置および照明システムに関する。

一般家庭照明あるいはオフィス照明において、ユーザの気分・時間帯などに応じて照明色を可変にしたいという要望がある。これらの用途ではブロードな分光特性を持つ照明装置が必要になる。一方、展示ディスプレイ用途の照明は、様々な照明色に変えたい。さらに音楽などに同期して照明色を変えたいという要望がある。

照明色を変更可能なディスプレイの技術に、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）を利用した有機ＥＬ素子を用いた技術が開示されている（特許文献１参照）。有機ＥＬ素子とは、電子とホールとの注入および再結合により白色光を発光する発光素子である。発光の色純度を向上させるために、有機ＥＬ素子の光取り出し面上に、特定の波長の光を選択的に反射するフォトニックバンドギャップを有する液晶フィルムを積層させている。特定の波長の光を選択的に反射するフォトニックバンドギャップを有する液晶フィルムを積層することにより、色純度を改善することができる。

選択反射波長領域を有機ＥＬ素子の発光波長領域の少なくとも一部と重複させることで、重複した範囲の波長領域の光を液晶フィルムで選択的に反射することが可能となる。すなわち有機ＥＬ素子と液晶フィルムからなるキャビティー構造内に、液晶フィルムの選択反射波長領域と重複する波長を有する光を閉じ込めることが可能なる。選択波長をキャビティー構造内に閉じ込めることで照明装置の色純度を向上させることができる。

また、照明色を変更可能なディスプレイの技術に、光干渉ＭＥＭＳディスプレイ素子を備えている光干渉変調器ディスプレイを備えた技術がある（特許文献２参照）。

光干渉変調器を備えることで、光を干渉させて色純度を変更することができる。

特開２００８−５９９０５号公報 特表２００８−５１４９９４号公報

特許文献１に記載の技術においては、キャビティー構造内に選択波長を閉じ込めることで色純度を向上させているので、キャビティー構造内に、選択波長の光が多重反射を起こしている。そうすると、有機ＥＬ素子の発光領域を複数回通過するので、その都度吸収を受けることになり、キャビティー構造を出射する照明光の強度が非常に小さくなるという不具合が生じる。

特許文献２に記載の技術においては、光干渉変調器の機能は色純度を向上させる機能であり、照明装置の照明色を変更するという機能は有しない。

本発明は、任意に照明色を変更でき、光利用効率の高い照明装置および照明システムを提供することを目的とする。

前述の目的は、下記に記載する発明により達成される。

１．面発光光源と、
該面発光光源が発する光が入射し、該面発光光源の発光面に略平行な状態で、所定の間隔長で配置された二つの部分反射膜と、前記間隔長を変更する圧電素子とを備えた干渉計と、
前記圧電素子を駆動する駆動部と、
前記駆動部への指示を使用者が入力し、使用者の指示を受けて前記駆動部を制御する操作入力部と、
を有することを特徴とする照明装置。

２．面発光光源と、
該面発光光源が発する光が入射し、該面発光光源の発光面に略平行な状態で、所定の間隔長で配置された二つの部分反射膜と、前記間隔長を変更する圧電素子とを備えた干渉計と、
前記圧電素子を駆動する駆動部と、
外部からの電気信号に応じて前記駆動部を制御する制御部と、
を有することを特徴とする照明装置。

３．前記圧電素子によって変更される前記間隔長は０．２μｍから０．３５μｍであることを特徴とする前記１または２に記載の照明装置。

４．略並行な二つの発光面を有する面発光光源と、
該面発光光源を挟み、所定の間隔長で配置された高反射膜および部分反射膜と、前記間隔長を変更する圧電素子とを備えた干渉計と、
前記圧電素子を駆動する駆動部と、
前記駆動部への指示を使用者が入力し、使用者の指示を受けて前記駆動部を制御する操作入力部と、
を有することを特徴とする照明装置。

５．略並行な二つの発光面を有する面発光光源と、
該面発光光源を挟み、所定の間隔長で配置された高反射膜および部分反射膜と、前記間隔長を変更する圧電素子とを備えた干渉計と、
前記圧電素子を駆動する駆動部と、
外部からの電気信号に応じて前記駆動部を制御する制御部と、
を有することを特徴とする照明装置。

６．前記制御部は、所定値の電気信号を境に、前記間隔長の値を変更することを特徴とする前記２または５に記載の照明装置。

７．前記制御部は、前記電気信号の増減に応じて、前記間隔長の値の増減を変更するように前記駆動部を制御することを特徴とする前記２または５に記載の照明装置。

８．前記制御は、電気信号を周波数解析し、最大電圧を示す周波数に応じて前記間隔長の値を変更することを特徴とする前記２または５に記載の照明装置。

９．前記圧電素子は、前記面発光光源が発する光を照明方向に透過させる透明薄膜圧電素子であることを特徴とする前記１から８の何れか１項に記載の照明装置。

１０．前記二つの部分反射膜の一方は、前記発光面上に形成されていることを特徴とする前記１から９の何れか１項に記載の照明装置。

１１．前記高反射膜または前記部分反射膜の一方は、前記発光面上に形成されていることを特徴とする前記４または５に記載の照明装置。

１２．前記面発光光源は有機ＥＬ光源であることを特徴とする前記１から１０の何れか１項に記載の照明装置。

１３．前記干渉計は、前記面発光光源の発光面内に二次元状に複数備えられており、
前記駆動部は各々の前記干渉計に備えられた前記圧電素子を個別に駆動することを特徴とする前記１から１２の何れか１項に記載の照明装置。

１４．前記面発光光源の光源特性を記憶した光源特性記憶手段と、前記圧電素子の駆動特性を記憶した駆動特性記憶手段と、を有し、
前記制御部は前記光源特性記憶手段に記憶した前記面発光光源の光源特性、駆動特性記憶手段に記憶した前記圧電素子の駆動特性を基に、前記駆動部を制御することを特徴とする前記２または５に記載の照明装置。

１５．前記操作入力部への使用者の指示を異なる指示に変換する変換設定を記憶する変換設定記憶手段と、
前記変換設定に従って、前記指示を異なる指示に変換して前記駆動部へ入力する変換手段と、
を有することを特徴とする前記１または４に記載の照明装置。

１６．前記前記外部からの電気信号に基づく前記制御部への指示を異なる指示に変換する変換設定を記憶する変換設定記憶手段と、
前記変換設定に従って、前記指示を異なる指示に変換して前記駆動部へ入力する変換手段と、
を有することを特徴とする前記２または５に記載の照明装置。

１７．前記１６に記載の照明装置と、前記外部からの電気信号を送信可能な遠隔操作装置と、を有することを特徴とする照明システム。

任意に照明色を変更でき、光利用効率の高い照明装置および照明システムを提供できる。

第１の実施の形態における照明装置１の概要断面図である。 干渉計９の透過スペクトルを説明する模式図である。 圧電素子８の位置を変更した第１の実施の形態に係る照明装置１の概要断面図である。 透明圧電素子４１を用いた第１の実施の形態に係る照明装置１の概要断面図である。 照明装置１の電気的な構成を示すブロック図の一例である。 照明装置１の電気的な構成を示すブロック図の一例である。 音楽等の音を集音したマイクが電圧信号に変換した音楽信号を外部信号とし、特に音圧を基に、照明装置１を駆動するフローチャートである。 音の大きさ（音圧に相当）が所定の大きさより大きい場合に、照明装置１を駆動し、照明色を変更するフローチャートである。 音楽等の音を集音したマイクが電圧信号に変換した音楽信号を外部信号とし、特に周波数を基に、照明装置１を駆動するフローチャートである。 図１に示した照明装置１の作製方法を示す模式図である。 第２の実施の形態における照明装置１の概要断面図である。 圧電素子８の位置を変更した第２の実施の形態に係る照明装置１の概要断面図である。 透明圧電素子４１を用いた第２の実施の形態に係る照明装置１の概要断面図である。 第３の実施の形態における照明装置８２の概要図である。 照明装置８２と駆動ユニット１７と、遠隔操作装置６０とを備えた照明システムの概要構成図である。 図６の制御部をより詳細に記述した電気的ブロック図である。

以下に本発明の実施形態を図面により説明するが、本発明は以下に説明する実施形態に限られるものではない。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。

最初に第１の実施の形態について説明する。照明装置１の各構成および動作について図１を用いて説明する。図１は第１の実施の形態における照明装置１の概要断面図である。

照明装置１は、面発光光源２と、面発光光源２が発する光３が入射し、面発光光源２の発光面４に略平行な状態で、所定の間隔長５で配置された二つの部分反射膜６、７と、入力電圧に応じて間隔長５を変更する圧電素子８とを備えた干渉計９と、圧電素子８を駆動する駆動部１０と、を有する。

照明装置１は、基板１１と、透明基板１２とが、支持体１３によって支持された構造を有している。

透明基板１２は、面発光光源２からの光が透過する材料で形成された平行平板である。

基板１１は、剛性を有すとともに面発光光源２で発生した熱を分散させる熱伝達能力を有す材料、例えばアルミ合金等で形成されている。

基板１１上には面発光光源２が実装されている。面発光光源２には、様々な面発光光源を採用できる。例えば、蛍光体、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）。ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）などがある。中でもＥＬは発光効率が高い光源として注目されており好適である。注入型ＥＬを例にとると、電界によって電子と正孔を注入し、その再結合によって発光をさせるものである。ＥＬは材料でも区別され、有機物を発光材料とする有機ＥＬ、無機物を発光材料とする無機ＥＬが存在する。有機ＥＬは、無機ＥＬに比べ、発光スペクトルがブロードで、かつ効率が高いので望ましい。図１の面発光光源２においては、ＥＬを表した。ＥＬは、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を用いた陽極２２、アルミを用いた陰極２３、および陽極２２と陰極２３で挟まれた有機層２１を備える。有機層２１は、正孔注入層２４、電子注入層２５、および正孔注入層２４と電子注入層２５で挟まれた発光層２６を備える。図示しない外部電源からの電力投入を受け、発光層２６が白色に発光する。

面発光光源２の発光面４には、部分反射膜６が形成されている。部分反射膜とは、入射する光の一部を反射し、残りを透過させる膜である。部分反射膜６の種類としては、光利用効率の面では、誘電体多層膜で好ましい。誘電体多層膜とは、誘電体の膜を、光の波長に応じた膜厚で多層に形成するものである。コストの面では、金属膜が望ましい。金属膜の材料としては、アルミ、金、銀などがある。誘電体多層膜より低コストに形成できる。

基板１１上の面発光光源２を取り巻くように、透明基板１２を支持する支持体１３が形成されている。透明基板１２は、面発光光源２が発する光３を透過させる機能を有す。透明基板１２の面発光光源２側には、ＩＴＯ１４、圧電素子８、ＩＴＯ１５、透明基板１６、部分反射膜７の順で形成されている。

ＩＴＯ１４、１５は透明導電膜であり、圧電素子８に電圧を印加する。ＩＴＯ１５は透明基板１６上に成膜されている。透明基板１６のもう一方の面には部分反射膜７が成膜されている。部分反射膜６、７は所定の間隔が設けられており、初期設定の際に、支持体１３の大きさの選定で間隔を調整しつつ組み付けられている。ＩＴＯ１４、１５には図示しない導電線が付設されており、図示しない外部の電源から電圧が供給される。

圧電素子８は、ＩＴＯ１４、１５の間の電圧に応じて、圧電現象により３次元的に伸縮する。圧電素子８の伸縮は、部分反射膜７の表面の法線方向にも生じる。従って、部分反射膜６、７の間の間隔は、供給される電圧値に応じて伸縮される。

圧電素子の材料としては、例えば、いわゆるＰＺＴ、水晶、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）、ニオブ酸タンタル酸カリウム（Ｋ（Ｔａ，Ｎｂ）Ｏ_３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）およびチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ_３）等がある。

部分反射膜６、７に対して、光３が投光されるので、部分反射膜６、７は光３にとって干渉計９（いわゆるファブリペロー干渉計）を成す。

図２は、干渉計９の透過スペクトルを説明する模式図である。横軸は干渉計９の部分反射膜７、９の間隔の長さを表す間隔長５、縦軸は、干渉計９に光３が垂直に入射した場合の透過率を表す。図２（ａ）は部分反射膜６、７の反射率が７０％の場合、図２（ｂ）は部分反射膜６、７の反射率が５０％の場合である。干渉計９における部分反射膜６、７の間で光３が多重反射を引き起こして干渉計９から出射する。光３が干渉計９を出射する効率は、多重反射の効果により、干渉計９の間隔長と波長に依存する。

図２において、光３を成す青（例えば波長０．４μｍとする）、緑（例えば波長０．５４μｍとする）、赤（例えば波長０．７μｍとする）の３つの波長に対する干渉計９の透過率のグラフはそれぞれｇ１、ｇ２、ｇ３で表される。各色の透過率は間隔長５に対して周期的に変化し、最大で１００％の透過率となる。透過率が１００％になる周期は、波長が短い程、短くなる。青色透過率が１００％となる間隔長は０．２μｍであり、赤色透過率が１００％となる間隔長は０．３５μｍである。この間に緑色透過率が１００％となる間隔長０．２７μｍが存在する。また、０．２μｍから０．３５μｍの間において、各色の透過率が５％程度の小さくなる間隔長５が存在する。このことにより、間隔長５を０．２μｍから０．３５μｍの間で制御することで、各色の透過率を制御することができ、各色が混じり合うことで、様々な色を再現することができる。従って、照明装置１は、圧電素子８への電圧を制御することで、間隔長５を伸縮させ、出射する光３の色（波長）を変更することができる照明色可変の照明装置である。

なお、図１に示した第１の実施の形態においては、圧電素子８は部分反射膜６、７の一方向側に配置されていたが、図３に示すように、部分反射膜６、７をまたぐように配置してもよい。図３は、圧電素子８の位置を変更した第１の実施の形態に係る照明装置１の概要断面図である。圧電素子８を部分反射膜６、７をまたぐように配置する代わりに、底上基板３１を用いて部分反射膜６、７を配置する。また、圧電素子８に付設する電極を一つの電極で済ませるため、面発光光源２からの光を透過するＩＴＯ３２を用いる。

図３に示す圧電素子８の配置の場合、図１に示す圧電素子８の配置の場合に比べて照明装置１の厚みを小さくすることができるという長所を有す。

図１に示した第１の実施の形態においては、圧電素子８が延びると間隔長５は短くなり、図３に示した第１の実施の形態においては、圧電素子８が延びると間隔長５は長くなるという相違を有する。すなわち圧電素子８への電圧の供給に従う間隔長５の変化の方向が異なる。照明装置１が選択する照明色は、図２で示したように、間隔長５に依って照明色が変化するので、欲しい照明色に応じて図１または図３の配置を選択することが好ましい。

圧電素子の可動範囲を拡大するという観点では、圧電素子に透明圧電素子を用いることが好ましい。図４は、透明圧電素子４１を用いた第１の実施の形態に係る照明装置１の概要断面図である。透明圧電素子４１をＩＴＯ１４と透明基板１２の間に設ける。

透明圧電素子としては、バイモルフ型の透明薄膜圧電素子を用いることにより、その稼働域を拡大することができる。また、透明薄膜圧電素子材料として、酸化亜鉛などを用いることができる。

面発光光源２からの光３が進行する位置に配置することができるので照明装置１を小型化することができる。

次いで、照明装置１における回路構成について説明する。図５は、照明装置１の電気的な構成を示すブロック図の一例である。

照明装置１は、干渉計９の間隔長５を変更する圧電素子８、圧電素子８の伸縮を駆動する回路等からなる駆動部１０、上記した面発光光源２、面発光光源２への電力を供給する電源１０１、電源１０１の出力を面発光光源２に適した波形にする電源回路１００、面発光光源２に照明光の発光や照明光の時間パターン等の指示を行う操作入力部１０２等からなる。圧電素子８、駆動部１０、電源回路１００、電源１０１、操作入力部１０２を含めて駆動ユニット１７としてユニット化することが望ましい。

使用者は操作入力部１０２への操作により、電源１０１をＯＮにしたり、圧電素子８の伸縮を制御し、照明装置１の輝度の設定等を行う。例えば、操作入力部１０２には図示しない記憶部が備えられ、圧電素子８の伸縮の時間パターンを入力することができる。操作入力部１０２からの指示により、記憶された時間パターンに従って圧電素子８が伸縮され、圧電素子８の伸縮に従って干渉計９の間隔長５が変更されるので、変更された間隔長５に従って、図２で示す透過スペクトルの照明色の照明光が発光される。

また、照明装置１の電気的な構成は、図６で示すように、外部からの信号（電圧信号）を基に駆動部１０を制御する制御部１０４を有する構成でもよい。本ブロック図の場合には上記した図５のブロック図の場合に追加して、外部信号に応じて、圧電素子８を伸縮することができるので、外部信号に応じた照明色の照明光が発光される。外部信号は時間的にランダムの信号であってもよい。

このように照明装置１は、使用者が操作入力部１０２を操作することにより、照明色や照明光の強度を自由に操ることができる。従って、展示ディスプレイ用途等にも適し、様々な色純度の良い色を、速い応答速度で変えることができる。

また、照明装置１は、外部部信号により、照明色や照明光の強度を自由に操ることができる。

例えば、音楽等の音を集音したマイクが電圧信号に変換した音楽信号を外部信号としてもよい。音の大小により、照明色を変えることができ、ライブハウスなどのステージ用のカラー照明として、照明装置１を使用することができる。

また、例えば、ＣＤやＤＶＤなどの音響機器の音声出力端子から出力される音声（音楽）の信号を外部信号としてもよい。

また、例えば、時計が所定の時刻に発する電気信号である時刻信号を外部信号としてもよい。時刻に応じて、照明色が変わることにより、オフィスや家庭等で時計を見ずに、また時刻を知らせるアラームを聞かずとも、時刻を知ることができる。

また、例えば、監視システムにおける監視システムアラーム信号である電気信号を外部信号としてもよい。セキュリティーの保たれた室内に不審者が侵入したことをセンサーが検知して発信するアラーム信号等を外部信号としてもよい。監視システムにおけるオペレーション室の照明、あるいは、家庭用監視システムなどのアラームランプに適する。

また、例えば、電話線を通じて電話の着信を通知する電気信号である電話着信信号を外部信号としてもよい。電話着信を可視化することで聾唖者向けの電話着信確認に適する。

また、例えば外部信号が、玄関チャイム信号としてもよい。玄関チャイム音を可視化することを特徴とする。聾唖者や老人向けの玄関チャイム装置に適する。

具体的に、所定の外部信号を取り込んで照明装置１を操作するフローについて図７から図９を用いて説明する。

図７は、音楽等の音を集音したマイクが電圧信号に変換した音楽信号を外部信号とし、特に音圧を基に、照明装置１を駆動するフローチャートである。

最初に使用者は照明装置１の装置電源のスイッチ（不図示）をＯＮにする（ステップＳ１）。装置電源をＯＮにすると、例えば、図５のブロック図に示す電源１０１の他、操作入力部１０２等に電力が投入される。次に、照明装置１周辺に発生している音を、不図示のマイクが集音する（ステップＳ２）。集音された音はマイク内で音圧に応じて電気信号に変換される（ステップＳ３）。変換された電気信号は、外部信号として図６に示す制御部１０４に入力される。入力された電気信号は、所定の信号処理を行って駆動部１０へ電気信号を出力し、駆動部１０は圧電素子８を伸縮させることで、照明色を変更し（ステップＳ４）、フローを終了する。所定の信号処理ついては、例えば、人間の耳の感度と照明色とを対応付ける等の処理を指す。具体的には音の大きさ（音圧に相当）が、ある程度大きいと照明色を変更しないことや、人間の耳の感度が大きい音の大きさの範囲では、照明色を人間の視感度の大きい色の領域で照明色を変更する等の処理を実施する。これらの対応付けを実施するために、制御部１０４に図示しない記憶部を設け、対応付けのための対応表を記憶させておく。

図８は、音の大きさ（音圧に相当）が所定の大きさより大きい場合に、照明装置１を駆動し、照明色を変更するフローチャートである。

ステップＳ１からステップＳ３までは上記と同様である。ステップＳ３にて変換された電気信号の振幅が所定値（閾値）以上であった場合に（ステップＳ５のＹｅｓ）、制御部１０４は、所定の信号処理を行って駆動部１０へ電気信号（入力電圧の値）を出力し、駆動部１０は圧電素子８を伸縮させることで、照明色を変更し（ステップＳ６）、フローを終了する。所定の信号処理については、例えば、一定の照明色になるように制御してもよい。ステップＳ３にて変換された電気信号の振幅が所定値（閾値）より小さい場合に（ステップＳ５のＮｏ）、ステップＳ１に戻って同様の動作を繰り返す。

なお、以上のような制御の他に、変換された電気信号の増減に応じて、駆動部への電気信号（入力電圧の値）を増減させ、圧電素子８を伸縮させることで、照明色を変更する、という信号処理を行っても良い。

図９は、音楽等の音を集音したマイクが電圧信号に変換した音楽信号を外部信号とし、特に周波数を基に、照明装置１を駆動するフローチャートである。

ステップＳ１からステップＳ２までは上記と同様である。ステップＳ１０にて変換された電気信号を制御部１０４が周波数解析する。周波数解析は、フーリエ変換やフィルターバンク等で行うことができる。得られた周波数スペクトルから、制御部１０４は、例えば信号振幅の最も大きい周波数を抽出する（ステップＳ１１）。そして制御部１０４は、信号振幅の最も大きい周波数に対応する照明色を発光させる間隔長５を、制御部１０４に設けた図示しない記憶部に記憶された対応表から割り出す（ステップＳ１２）。制御部１０４は割り出した間隔長５になるように圧電素子８を駆動部１０で制御する（ステップＳ１３）。次にステップＳ１４にて操作入力部１０２に使用者からの操作終了の指示があるかを確認する。操作終了の指示があればフローは終了し、無ければステップＳ１に移って同様の動作を繰り返す。

以上のように、照明装置１は、外部信号により、照明色や照明光の強度を自由に操ることができる。

続いて照明装置１の作製方法について説明する。図１０は、図１に示した照明装置１の作製方法を示す模式図である。最初に図１０（ａ）に示すように面発光光源を搭載するための基板１１を用意する。基板１１は表面を洗浄しておく。次に図１０（ｂ）に示すように、基板１１上に面発光光源２を作製する。面発光光源２がＥＬの場合には、アルミを用いた陰極２３、電子注入層２５、発光層２６、正孔注入層２４、ＩＴＯを用いた陽極２２の順に、真空成膜法等を使用して作製する。次に図１０（ｃ）で示すように、部分反射膜６を、真空成膜法等を使用して作製する。次に図１０（ｄ）で示すように透明基板１２を用意する。基板１１は表面を洗浄しておく。次に図１０（ｅ）で示すように、透明基板１２上にＩＴＯ１４を、真空成膜法等を使用して作製する。

次に、図１０（ｆ）で示すように、予め適切な形状にダイシングソー等で形作った圧電素子８をＩＴＯ１４上に形成する。

次に、図１０（ｇ）で示すように、別途、ＩＴＯ１５を真空成膜等で形成された透明基板１６を、圧電素子８上に接着剤等で固定して形成する。

次に、図１０（ｈ）で示すように、ＩＴＯ１５上に部分反射膜６を真空成膜法等を使用して作製する。

次に、図１０（ｉ）で示すように、図１０（ｃ）で作製したワークの面発光光源を取り巻く基板１１の面上に、予め用意しておいた支持体１３を接着等で固定して形成する。

最後に、図１０（ｊ）で示すように、図１０（ｈ）で作製したワークの透明基板１２の面に、図１０（ｉ）で作製したワークの支持体１３の面とを、接着等で固定する。

以上が、第１の実施の形態に係る照明装置１の作製方法である。図３、４に示した照明装置１についての作製方法については、同様の方法であるので省略する。

以上のように、光源自体の発光色は白色のまま、干渉計９を制御することで、照明色を変更することができる照明装置１を提供できる。干渉計９には光を吸収する要素がないので、光利用効率の高い照明装置１を提供できる。照明装置１は、展示照明などの用途に適する。また、従来の蛍光灯等の照明装置においては、蛍光灯の材料の応答速度が制限されているが、本実施の形態においては、圧電素子８の応答速度が非常に速いので、照明色の変更も非常に早くすることができる。

次に第２の実施の形態について説明する。

図１１は第２の実施の形態における照明装置２０の概要断面図である。

照明装置２０は、面発光光源２と、面発光光源２を挟んで配置され、面発光光源２の発光面４に略平行な状態で、所定の間隔長５１で配置された部分反射膜５２、高反射膜５０と、入力電圧に応じて間隔長５１を変更する圧電素子８と、を備えた干渉計９と、圧電素子８を駆動する駆動部１０と、を有する。

照明装置２０は、基板１１と、透明基板１２とが、支持体１３によって支持された構造を有している。

構成上、第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なる部分は、干渉計９をなす反射膜は、部分反射膜５２と高反射膜５０である点と、面発光光源２が部分反射膜５２と高反射膜５０の間に配置されていることである。その他の構成要素については、第１の実施の形態の構成要素と同じものであるので説明を省略する。

面発光光源２からの光３は、部分反射膜５２と高反射膜５０の間を多重反射する。高反射膜とは、例えば、広い波長域に亘って反射率が９０％を越える反射率を有する膜を言う。誘電体多層膜や金などの金属で形成することができる。光３は部分反射膜５２と高反射膜５０の間を多重反射することで、基本的には図２で示した透過スペクトルに似た透過スペクトルを示すことになるが、干渉計９内に面発光光源２が存在するため、光３は部分反射膜５２を一回透過して照明光となる光が存在する。従って、第２の実施の形態においては、面発光光源２を干渉計９の内部に配置するので、干渉計９の特性で照明色を制御することには変わりないが、第１の実施の形態に比べて照明色の色純度は落ち、照明装置２０を出射する光３の光強度は強くなるという特徴を有す。従って、照明色の色純度を求めない代わりに大きい光強度が求められる照明装置に向いた実施の形態である。

なお、第１の実施の形態の説明で示したように、圧電素子８を部分反射膜５２と高反射膜５０をまたぐように配置してもよい。図１２は、圧電素子８の位置を変更した第２の実施の形態に係る照明装置２０の概要断面図である。図６に示す圧電素子８の配置の場合、図５に示す圧電素子８の配置の場合に比べて圧電素子８の厚みを小さくすることができるという長所を有す。

また、第１の実施の形態の説明で示したように、圧電素子の可動範囲を拡大するという観点では、圧電素子に透明圧電素子を用いることが好ましい。図１３は、透明圧電素子４１を用いた第２の実施の形態に係る照明装置２０の概要断面図である。面発光光源２からの光３が進行する位置に配置することができるので照明装置２０を小型化することができる。

また、第２の実施の形態に係る照明装置２０は、上記した第１の実施の形態に係る照明装置１の作製方法において、部分反射膜６を高反射膜５０に変更すること、面発光光源２を部分反射膜５２と高反射膜５０の間に設けること、等に対応することで作製することができる。

また、第２の実施の形態に係る照明装置２０は、第１の実施の形態に係る照明装置１と同様に、使用者が操作入力部１０２を操作することにより、照明色や照明光の強度を自由に操ることができる。外部部信号により、照明色や照明光の強度を自由に操ることができる。

次に第３の実施の形態について説明する。

第３の実施の形態においては、第１の実施の形態の照明装置１、または、第２の実施の形態の照明装置２０のどちらかを複数設け、各々の照明装置を個別に制御して個別の照明色の光を発光させることで、全体として、より照明色の色を多色にするものである。以下に説明する。

図１４は、第３の実施の形態における照明装置８２の概要図である。図１４（ａ）は、第３の実施の形態における照明装置８２の概要断面図である。

図１４（ａ）においては、例えば、図１に示した第１の実施の形態に係る照明装置１に備えられた部分反射膜７からＩＴＯ１４までの干渉計９の一方を成す構成部品８０が複数個透明基板１２の下方に配置されている。また、部分反射膜７の下方には面発光光源と部分反射膜６とが、該構成部品に対して基板１１上に配置されている。基板１１と透明基板１２とは、支持体１３で支持されている。また、各構成部品８０に備えられた圧電素子８には図示しない駆動部１０から個別に駆動信号が送信され、該駆動信号によって各構成部品８０に備えられた圧電素子８が個別に駆動される。各構成部品８０、部分反射膜６、面発光光源２とで照明装置１と同じ照明装置８１をなす。

図１４（ｂ）は第３の実施の形態における照明装置８２の概要斜視図である。構成部品８０が二次元状に配置され、各構成部品８０、部分反射膜６、面発光光源２とで照明装置１と同じ照明装置８１が二次元状に構成されている。これら複数の照明装置８１をまとめて一つの照明装置８２として機能する。

このように、駆動部１０から個別に駆動信号が送信されることで各構成部品８０に対応した照明装置８１が個別に駆動され、各々の構成部品８０に対応した照明装置１が個別に照明色を変更し、全体として照明装置１より、より多色の照明色を発光し様々な色模様を表出することができる。

また、照明装置８２は、第１、第２の実施の形態に係る照明装置１と同様に、使用者が操作入力部１０２を操作することにより、照明色や照明光の強度を自由に操ることができる。また、外部部信号により、照明色や照明光の強度を自由に操ることができる。

特に照明装置８２においては、複数の照明装置１が組み合わされた照明装置として駆動する。具体的には、制御部１０４に図示しない記憶部を設け、各照明装置８１における圧電素子８の間隔長５を対応付けのための対応表を記憶させておく。そして、制御部１０４は、記憶部における対応表の対応に従って複数の照明装置８１が発する光の照明色が、所望の照明色になるように、各圧電素子８を制御する。

このように第３の実施の形態によれば、第１および第２の実施の形態の照明装置１を複数設け、各々の照明装置を個別に制御して個別の照明色の光を発光させることで、全体として、より照明色の色を多色にできる照明装置８２を提供できる。

続いて、上記の実施形態の照明装置を有する照明装置システムについて、図１５と図１６を用いてより詳細に説明する。図１５は、照明装置８２と駆動ユニット１７と、遠隔操作装置６０とを備えた照明システムの概要構成図である。図１６は、図６の制御部をより詳細に記述した電気的ブロック図である。

図１６に示す照明システムＳＹは、照明装置８２と、駆動ユニット１７と、後述する遠隔操作装置６０とを備えている。駆動ユニット１７は電源ライン８４から電力投入を受ける。

照明装置８２における、制御部１０４は、駆動変換回路１５１、入力信号解析手段１５５、駆動特性記憶手段１５２、光源特性記憶手段１５３、変換設定記憶手段１５４等を備える。

駆動変換回路１５１は、入力信号解析手段１５５、駆動特性記憶手段１５２、光源特性記憶手段１５３、変換設定記憶手段１５４等から各々の機能に応じた信号を受け、照明装置８２の面発光光源２の制御や圧電素子８の駆動を行う。

入力信号解析手段１５５は外部信号を解析する解析手段である。外部信号は、明るさのレベルであったり、色度の指示であったり、色温度の指示であったり、それらが連続的に変化する指示であったり、一定時間点灯する、または一定時間後に消灯するといった指示であるか、または音声信号であったりする。入力信号解析手段は、例えば、ＣＰＵであり、入力された信号を解析して、明るさ、色度、色温度等の別、そして具体的な中身を判断し、駆動変換回路１５１への指示に変換する機能等を有する。

ここで、入力信号の形式（例えば、明るさのレベル、色度の指示、色温度の指示）を標準化しておく。標準化することで、複数の光源において、複数の遠隔操作装置から、共通に、同じ手段で駆動することができて便利である。

光源特性記憶手段１５３、駆動特性記憶手段１５２は各々面発光光源２の光源特性、圧電素子８の駆動特性を記憶した手段である。例えば不揮発性ＲＡＭを採用することができる。

光源特性とは、例えば定格電流を流したときの輝度、色度、色温度のようなものである。圧電素子の駆動特性とは、例えば、駆動電圧と変位の対応表のようなものである。

面発光光源２の光源特性、圧電素子８の駆動特性は、予め光源特性記憶手段１５３、駆動特性記憶手段１５２に記憶させておいても良いが、光源の種類ごとに、また個体ごとに、違う特性があるため、図１５において、コネクタ８３の、形状によってその特性値を得る、あるいはコネクトしたあとで、電気信号により特性値を照明装置８２に備えた図示しない記憶手段から得るなどの手段を採用することもできる。

コネクタ８３の形状によってその特性値を得る、とは、例えば、駆動ユニット１７の図示しないコネクタと、コネクタ８３をコネクトした際に、ピンの本数の相違等を制御部１０４が検知することで、コネクタ８３に対応した駆動特性記憶手段１５２、光源特性記憶手段１５３に記憶させた面発光光源２の光源特性、圧電素子８の駆動特性を制御部１０４が検知することを言う。

ここで、例えば、面発光光源２の光源特性、圧電素子８の駆動特性等の特性値の記述形式またはそれに従ったコネクタ形状を標準化しておくと、複数の光源において、複数の遠隔操作装置６０から、共通に、同じ手段で駆動することができて便利であり、また、コネクタ８３の形状を光源特性に応じて変えておくことで、光源を間違った駆動ユニットに接続し、制御不能になるなどのトラブルを回避できる。

変換設定記憶手段１５４には、駆動変換回路１５１が外部信号を変換する際の規則である変換設定を記憶する。駆動変換回路１５１は、外部信号から、面発光光源２を制御する電源制御信号と圧電素子８を駆動する駆動部信号を作り出す。

この変換設定とは、１）照明の変化の範囲を限定する、または、２）音声信号の変換規則のことである。

１）は、（ａ）操作者の操作により変化させすぎないようにする、（ｂ）操作者の、年齢や色弱などによって変化する視覚特性に対応して適切な変換を行い、変化の範囲を限定する、といった変換設定を含めることができる。例えば、高齢者は視覚の感度が落ちるため、一定以下の明るさには下げることはできない、などの設定である（それ以上明るさを下げるには、カットオフする）。

２）では、例えば音声信号から、人の声や楽器の種類などの音源を判別し、判別した音源ごとに、色や明るさなどの変化の設定を変える、などのことができる。

この変換設定も、予め変換設定記憶手段１５４に記憶させておいても良いが、遠隔操作装置６０の操作により変更することができるようにしてもよい。また、変換設定記憶手段１５４を介さずとも遠隔操作装置６０から直接に変換設定を駆動変換回路１５１に入力できるように構成してもよい。

遠隔操作装置６０の例を図１６に示す。遠隔操作装置６０は、外部の音を集音するマイク６１、各照明装置の明るさを変更する指示を入力する明るさレバー６２、色温度を変更する指示を入力する色温度レバー６３、変換設定を変更する指示を入力する設定変更ボタン６４、色相を変更する指示を入力する色相ツマミ６５、タイマー表示６６を有する。

遠隔操作装置６０は図示しない通信部を有し、図示しない通信部を有する駆動ユニット１７と通信する。通信は赤外光等の信号８５を使用した無線通信が好ましい。駆動ユニット１７には、無線の受信を適確に行うようにリモコン受信窓を備えられている。駆動ユニット１７と、例えば照明装置８２とは、コネクタ８３を用いて着脱可能に構成されている。

なお、変換設定の記述形式を標準化しておくと、複数の光源において、複数の遠隔操作装置６０から、共通に、同じ手段で駆動することができて便利である。

また、遠隔操作装置６０としては、携帯電話に対応アプリケーションをインストールしたものでも、本機能を果たすことができる。

これにより、特定の設定条件を作成する、命名する、登録する、配信する、共有化するなどの機能を容易に実現することが可能となる。

また、これにより、異なる複数の建物内で、同じ照明条件を設定したり、設定条件を売買するなどのビジネスを行うことが可能となる。

以上のように、第１の実施の形態によれば、使用者自らの操作入力により、または、外部信号を入力することにより、干渉計９を制御することで、照明色を変更することができ、光利用効率の高い照明装置１を提供できる。

また、第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の特徴に加えて、より光利用効率が高い照明装置１を提供できる。

また、第３の実施の形態によれば、第１および第２の実施の形態の照明装置１を複数設け、各々の照明装置を個別に制御して個別の照明色の光を発光させることで、全体として、より照明色の色を多色にできる照明装置８２を提供できる。

１ 照明装置
２ 面発光光源
３ 光
４ 発光面
５ 間隔長
６ 部分反射膜
７ 部分反射膜
８ 圧電素子
９ 干渉計
１０ 駆動部
１１ 基板
１２、１６ 透明基板
１７ 駆動ユニット
２０ 照明装置
２１ 有機層
２２ 陽極
２３ 陰極
２４ 正孔注入層
２５ 電子注入層
２６ 発光層
３１ 底上基板
４１ 透明圧電素子
５０ 高反射膜
５０、５１ 間隔長
５２ 部分反射膜
６０ 遠隔操作装置
６１ マイク
６２ レバー
６３ 色温度レバー
６４ 設定変更ボタン
６５ 色相ツマミ
６６ タイマー表示
８０ 構成部品
８１、８２ 照明装置
８３ コネクタ
８４ 電源ライン
８５ 信号
１００ 電源回路
１０１ 電源
１０２ 操作入力部
１０４ 制御部
１５１ 駆動変換回路
１５２ 駆動特性記憶手段
１５３ 光源特性記憶手段
１５４ 変換設定記憶手段
１５５ 入力信号解析手段

Claims (17)

1. 面発光光源と、
   該面発光光源が発する光が入射し、該面発光光源の発光面に略平行な状態で、所定の間隔長で配置された二つの部分反射膜と、前記間隔長を変更する圧電素子とを備えた干渉計と、
   前記圧電素子を駆動する駆動部と、
   前記駆動部への指示を使用者が入力し、使用者の指示を受けて前記駆動部を制御する操作入力部と、
   を有することを特徴とする照明装置。
2. 面発光光源と、
   該面発光光源が発する光が入射し、該面発光光源の発光面に略平行な状態で、所定の間隔長で配置された二つの部分反射膜と、前記間隔長を変更する圧電素子とを備えた干渉計と、
   前記圧電素子を駆動する駆動部と、
   外部からの電気信号に応じて前記駆動部を制御する制御部と、
   を有することを特徴とする照明装置。
3. 前記圧電素子によって変更される前記間隔長は０．２μｍから０．３５μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
4. 略並行な二つの発光面を有する面発光光源と、
   該面発光光源を挟み、所定の間隔長で配置された高反射膜および部分反射膜と、前記間隔長を変更する圧電素子とを備えた干渉計と、
   前記圧電素子を駆動する駆動部と、
   前記駆動部への指示を使用者が入力し、使用者の指示を受けて前記駆動部を制御する操作入力部と、
   を有することを特徴とする照明装置。
5. 略並行な二つの発光面を有する面発光光源と、
   該面発光光源を挟み、所定の間隔長で配置された高反射膜および部分反射膜と、前記間隔長を変更する圧電素子とを備えた干渉計と、
   前記圧電素子を駆動する駆動部と、
   外部からの電気信号に応じて前記駆動部を制御する制御部と、
   を有することを特徴とする照明装置。
6. 前記制御部は、所定値の電気信号を境に、前記間隔長の値を変更することを特徴とする請求項２または５に記載の照明装置。
7. 前記制御部は、前記電気信号の増減に応じて、前記間隔長の値の増減を変更するように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項２または５に記載の照明装置。
8. 前記制御は、電気信号を周波数解析し、最大電圧を示す周波数に応じて前記間隔長の値を変更することを特徴とする請求項２または５に記載の照明装置。
9. 前記圧電素子は、前記面発光光源が発する光を照明方向に透過させる透明薄膜圧電素子であることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の照明装置。
10. 前記二つの部分反射膜の一方は、前記発光面上に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
11. 前記高反射膜または前記部分反射膜の一方は、前記発光面上に形成されていることを特徴とする請求項４または５に記載の照明装置。
12. 前記面発光光源は有機ＥＬ光源であることを特徴とする請求項１から１０の何れか１項に記載の照明装置。
13. 前記干渉計は、前記面発光光源の発光面内に二次元状に複数備えられており、
    前記駆動部は各々の前記干渉計に備えられた前記圧電素子を個別に駆動することを特徴とする請求項１から１２の何れか１項に記載の照明装置。
14. 前記面発光光源の光源特性を記憶した光源特性記憶手段と、前記圧電素子の駆動特性を記憶した駆動特性記憶手段と、を有し、
    前記制御部は前記光源特性記憶手段に記憶した前記面発光光源の光源特性、駆動特性記憶手段に記憶した前記圧電素子の駆動特性を基に、前記駆動部を制御することを特徴とする請求項２または５に記載の照明装置。
15. 前記操作入力部への使用者の指示を異なる指示に変換する変換設定を記憶する変換設定記憶手段と、
    前記変換設定に従って、前記指示を異なる指示に変換して前記駆動部へ入力する変換手段と、
    を有することを特徴とする請求項１または４に記載の照明装置。
16. 前記前記外部からの電気信号に基づく前記制御部への指示を異なる指示に変換する変換設定を記憶する変換設定記憶手段と、
    前記変換設定に従って、前記指示を異なる指示に変換して前記駆動部へ入力する変換手段と、
    を有することを特徴とする請求項２または５に記載の照明装置。
17. 請求項１６に記載の照明装置と、前記外部からの電気信号を送信可能な遠隔操作装置と、を有することを特徴とする照明システム。

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